机械创新设计与实例

第1章 创新设计与技法 1

1.1 创新思维 1

1.1.1 思维及类型 1

1.1.2 创新思维的特点 3

1.1.3 创新思维的过程 5

1.1.4 创新思维的方式 6

1.2 创新技法 12

1.2.1 观察法 12

1.2.2 类比法 12

1.2.3 移植法 13

1.2.4 组合法 14

1.2.5 换元法 15

1.2.6 穷举法 16

1.2.7 集智法 17

1.2.8 设问探求法 18

1.2.9 逆向转换法 22

第2章 功能原理创新设计 24

2.1 功能原理设计的意义与方法 24

2.2 工艺功能设计方法 28

2.3 综合技术功能设计方法 33

2.4 功能组合设计方法 38

2.5 设计目录方法 40

2.6 功能元素方法 46

2.7 发明问题解决理论 46

2.8 公理化设计方法 55

第3章 机构创新设计 59

3.1 简单机构的设计 59

3.1.1 简单动作功能机构的特点和应用 59

3.1.2 机械零件自由度的分析 59

3.2 机构组合创新设计方法 62

3.2.1 机构串联组合方法 62

3.2.2 机构并联组合方法 63

3.2.3 机构叠加组合方法 69

3.2.4 机构反馈组合方法 70

3.3 机构变异设计 72

3.3.1 机架变异 72

3.3.2 运动副尺寸变异 76

3.3.3 构件的变异 77

3.3.4 机构的扩展 79

3.3.5 机构的等效代换 83

3.3.6 机构的移植 87

3.4 机构再生运动链方法 91

3.4.1 概述 91

3.4.2 确定原始机构找出一般化运动链 91

3.4.3 运动链连杆类配 93

3.4.4 组合运动链和优化运动链 94

3.4.5 实例分析 95

第4章 机械结构创新设计 97

4.1 结构方案的变异设计 97

4.1.1 工作表面的变异 97

4.1.2 轴毂连接结构的变异 99

4.1.3 联轴器连接方式变异 102

4.2 提高性能的设计 105

4.2.1 提高强度和刚度的设计 106

4.2.2 提高精度的设计 108

4.2.3 提高工艺的设计 112

4.3 适应材料性能的创新设计 116

4.3.1 扬长避短 116

4.3.2 性能互补 116

4.3.3 结构形状变异 119

4.4 结构的宜人化设计 119

4.4.1 适合人的生理特点的结构设计 119

4.4.2 适合人的心理特点的结构设计 122

4.5 模块拼接的结构设计 125

4.6 结构创新设计实例 126

第5章 机械传动的创新设计 134

5.1 传动类型分析 134

5.2 各种传动创新设计实例分析 135

5.2.1 齿轮传动 135

5.2.2 链传动 138

5.2.3 液力偶合器和液力变矩器 141

5.2.4 离合器 143

第6章 造型创新设计 146

6.1 造型设计的一般原则 146

6.2 实用性与造型 148

6.3 人机工程与造型 149

6.4 美观与造型 154

6.4.1 造型与形态 155

6.4.2 造型与材质 158

6.4.3 造型与色彩 159

6.5 安全性与造型设计 161

6.5.1 安全装置 161

6.5.2 防护装置 163

6.6 现代风格与仿生造型设计 164

第7章 反求创新设计 168

7.1 概述 168

7.1.1 反求问题的提出 168

7.1.2 反求设计的含义 169

7.2 反求设计的内容与过程 170

7.3 反求实例分析 177

第8章 仿生原理创新设计 182

8.1 仿生学与仿生机械学简述 182

8.2 仿生机械设计分析 184

8.2.1 仿生机械手 184

8.2.2 步行与仿生机构的设计 188

8.2.3 爬行与仿生机构的设计 195

8.2.4 飞行与仿生机构的设计 200

8.2.5 游动与仿生机构的设计 203

参考文献 207